Texto de Luis Carrasco.

Ilustraciones de Pepe Gasó

Nuestro planeta se enfrenta a un proceso de extinción masiva de especies. Para los conservacionistas, entender por qué algunas regiones de la Tierra albergan más especies que otras es fundamental para poder proteger la biodiversidad. Por ejemplo: ¿por qué observamos más especies en los bosques tropicales que en zonas polares? Investigar y entender las causas de estas variaciones de biodiversidad nos ayuda a proteger mejor las zonas biológicamente más ricas, y también a promover los tipos de ecosistemas que albergarán más especies en el futuro.

Uno de los factores que hacen que una región albergue más biodiversidad es lo que se conoce como heterogeneidad ambiental. Un ambiente heterogéneo tendrá variedad de hábitats, con un posible de rango importante de condiciones (como temperatura o humedad) o de recursos para las especies. Un importante componente de estos ambientes es el de la heterogeneidad estructural. Una zona con una gran variedad de estructuras, ya sean físicas (como la presencia de rocas o de un suelo muy escarpado) o biológicas (gran variedad de formas de árboles y otras plantas) aportará a las especies un número mayor de microclimas, recursos alimentarios, lugares para construir cobijo o la posibilidad de esconderse de los depredadores. En biología, a esto se le llama albergar un gran número de nichos ecológicos. Cuantos más nichos ecológicos diferentes encontramos, es de esperar que observemos un mayor número de especies conviviendo en un mismo lugar. Por lo tanto, zonas con mayor heterogeneidad estructural deberían albergar un mayor número de especies. Pero, ¿cómo podemos cuantificar esta heterogeneidad estructural?.

Fig.1. «Diversidad». Pepe Gasó.

Tradicionalmente, los científicos salían al campo con sus cintas métricas y algunos aparatos electrónicos para medir la altura y anchura de las plantas y otras estructuras, y para medir la distancia entre ellas. Con esto podíamos medir cómo de compleja era la estructura de una zona. Pero hacer esto para zonas extensas cuesta mucho tiempo, ¡y dinero! Por ello, los científicos han acudido a otras tecnologías para medir la heterogeneidad estructural. Una de estas tecnologías es el LiDAR, de sus siglas en inglés Laser imaging Detection And Ranging. Un LiDAR se coloca típicamente en un avión, y lanza pulsos de láser que llegan hasta la superficie de la Tierra. Si el pulso del láser se topa con una hoja, en la copa de un árbol, parte de la energía de ese pulso vuelve al detector colocado en el avión. Midiendo el tiempo que tarda la señal en ir y volver al aparato, podemos medir de manera precisa la altura de la copa del árbol. Pero aún hay más. Una parte de la energía del pulso láser retornará al avión después de reflejarse en la copa del árbol, pero otra parte penetrará en la hoja y seguirá avanzando, adentrándose en el bosque, rebotando varias veces pero penetrando la vegetación hasta llegar al suelo. Determinando los puntos donde el láser contacta con la vegetación u otras estructuras, podemos hacer una imagen 3D de nuestro hábitat.

Fig.2. «LiDAR». Pepe Gasó.

En nuestro estudio¹, en colaboración con científicos de la Universidad de Tennessee y del National Institute for Mathematical and Biological Synthesis (NIMBioS), USA, utilizamos LiDAR para crear imágenes de la estructura 3D de varias zonas de bosques del este estadounidense. Utilizando estos mapas 3D, nos preguntamos si los bosques con más heterogeneidad estructural tendrían también un mayor número de especies de aves. Las aves, a diferencia de otros muchos otros animales, utilizan el hábitat en las tres dimensiones (¡volando!), así que una mayor heterogeneidad estructural también debería presentar un mayor número de nichos ecológicos para ellas. Confirmamos, en efecto, que las zonas boscosas con una mayor heterogeneidad albergaban un mayor número de especies de aves. Zonas que alternan áreas de vegetación densa, con áreas más abiertas, presentan más especies conviviendo juntas.

Este tipo de estudios es muy importante, ya que podemos identificar las características de los bosques o hábitats que mantienen un alto grado de biodiversidad. Podríamos, por ejemplo, promover la limpieza de los claros de los bosques, para mantener la heterogeneidad estructural, y así, ayudar a mantener un alto número de especies. Los LiDAR serán en el futuro una tecnología fundamental para entender y ayudar a proteger la biodiversidad, ya que nos proporcionarán una mejor comprensión de los ecosistemas – y en particular de su estructura -, a escala planetaria.

¹ Carrasco, L., Giam, X., Papeş, M., & Sheldon, K. S. (2019). Metrics of Lidar-Derived 3D Vegetation Structure Reveal Contrasting Effects of Horizontal and Vertical Forest Heterogeneity on Bird Species Richness. Remote Sensing, 11(7), 743.

Profesoras Araceli Giménez y Ania Munera